СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ХИТОЗАНА, РАСТВОРИМОГО В ЩЕЛОЧНЫХ УСЛОВИЯХ Российский патент 2010 года по МПК C08B37/08 

Описание патента на изобретение RU2384588C2

Изобретение относится к медицинской биотехнологии и может быть использовано в производстве биологически активных веществ с антибактериальными, антигрибными и иммуномодулирующими свойствами, а также в создании полимерных матриц для иммобилизации ДНК и лекарственных средств на основе низкомолекулярного хитозана, растворимого в щелочных условиях.

Хитозан - высокомолекулярный сополимер D-глюкозоамина и N-ацетил-D-глюкозоамина, соединенных 1,4-β-гликозидной связью. Хитозан обладает антибактериальными, антигрибковыми и иммуномодулирующими свойствами, может быть использован как адъювант, радиопротектор, компонент гелевых и мазевых композиций, как полимерная матрица для иммобилизации ДНК, лекарственных и других веществ, в качестве элиситора повышает устойчивость растений к грибным и вирусным заболеваниям (Куликов С.Н. с соавт. 2006. Хитин и хитозан: получение, свойства и применение, 2002).

Главным недостатком высокомолекулярного хитозана массой более 50 кДа является его способность растворяться только в кислых растворах с рН 4,0-6,0, а также высокая вязкость получаемых растворов даже в концентрациях менее 1 мг/мл. Для снижения вязкости и улучшения растворимости высокомолекулярный хитозан подвергают деполимеризации. Полученный в процессе ферментативной деполимеризации низкомолекулярный хитозан способен растворяться в растворах с рН до 6,5-7,0 (Патент RU 2188829, патент RU 2073016).

Наиболее близким к нашему изобретению - способ получения хитозана, растворяющегося в щелочных условиях, является способ, использующий химическую модификацию хитозанового полимера за счет введения боковых углеводных групп через аминогруппу (Ильина А.В. с соавт. 2007) или через шестой углеродный атом глюкозаминного остатка (Kurita K. 2006). Существенными недостатками метода, который предусматривает введение боковых углеводных остатков через аминогруппы хитозана за счет образования Шиффова основания (Ильина А.В. с соавт. 2007), являются: неустойчивость производных при кислых значениях рН, а также уменьшение в полимерной цепи свободных аминогрупп, которые необходимы для обеспечения поликатионной природы хитозанового полимера. Существенным недостатком метода, который предусматривает введение боковых углеводных остатков через шестой углеродный атом глюкозаминного остатка (Kurita K. 2006), являются трудоемкость проведения химической модификации, а также использование дорогих реагентов.

Целью нашего изобретения является разработка эффективного и безотходного способа получения низкомолекулярного хитозана, растворимого в щелочных условиях, без использования дорогостоящей и сложной химической модификации.

Способ осуществляется следующим образом. Берем предварительно гидролизованный с помощью ферментативной деполимеризации низкомолекулярный хитозан (от 5 до 50 кДа), который растворяют в водном растворе кислоты, к полученному раствору при постоянном перемешивании добавляют раствор щелочи. При достижении раствором хитозана рН 7,0 или 7,4 добавление щелочи прекращают. Выпавший в осадок хитозан удаляют из раствора центрифугированием. Оставшийся раствор, содержащий фракцию низкомолекулярного хитозана, растворимого при рН 7,0 или 7,4, то есть растворимый в щелочных условиях, подвергаем лиофильному высушиванию. В зависимости от вида исходного низкомолекулярного хитозана выход низкомолекулярного хитозана, растворимого в щелочных условиях, составляет от 20 до 50%. Выпавшую в осадок фракцию подвергаем повторной ферментативной деполимеризации и используем повторно.

Техническим результатом заявленного изобретения является разработка эффективного и безотходного способа получения низкомолекулярного хитозана, растворимого при щелочных значениях среды с высоким уровнем выхода продукта за счет применения предварительно гидролизованного с помощью ферментативной деполимеризации хитозана (от 5 до 50 кДа), а также повторного использования фракции хитозана, нерастворимой в щелочных условиях.

Пример 1. Получение низкомолекулярного хитозана, растворимого в щелочных условиях. Взвешиваем 1 г низкомолекулярного хитозана, предварительно гидролизованного с помощью ферментативной деполимеризации и имеющего средневязкостную молекулярную массу 10 кДа. Хитозан растворяем в 400 мл 0,025 н. растворе HCl. К полученному раствору хитозана порциями по 1 мл добавляем 0,2 н. раствор NaOH. При достижении рН 7,0 добавление раствора NaOH прекращают. Выпавший в осадок хитозан (фракция №1) отделяем центрифугированием. Оставшийся в растворе хитозан (фракция №2), растворимый при рН 7,0, осаждаем добавлением избытка NaOH, доводя рН раствора до 9,0. Фракцию №2 диализуем против воды для удаления солей и щелочи, затем лиофильно высушиваем. Масса полученного хитозана составляет 0,4 г, то есть выход низкомолекулярного хитозана составляет 40%. Полученная фракция №2 содержит низкомолекулярный хитозан со средневесовой молекулярной массой от 8 до 17 кДа и среднечисловой молекулярной массой от 3 до 8 кДа.

ЛИТЕРАТУРА

1. Куликов С.Н., Чирков С.Н., Ильина А.В., Лопатин С.А, Варламов В.П. Влияние молекулярной массы хитозана на его противовирусную активность в растениях. Прикладная биохимия и микробиология. 2006. Т.42. №2. С.224-228.

2. Хитин и хитозан: получение, свойства и применение. Под ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. Москва: Наука, 2002. 368 с.

3. RU 2188829 C1, 10.09.2002.

4. RU 2073016 C1, 10.02.1997.

5. Kurita K. Chitin and chitosan: functional biopolymers from marine crustaceans. Marine Biotechnology. 2006. V.8. №3. P.203-226.

6. Ильина А.В., Варламов В.П. Галактозилированные производные низкомолекулярного хитозана: получение, свойства. Прикладная биохимия и микробиология. 2007. Т.43. №1. С.82-87.

Похожие патенты RU2384588C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ХИТОЗАНА В БЕССОЛЕВОЙ СРЕДЕ ПУТЕМ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ ДЕПОЛИМЕРИЗАЦИИ 2009
  • Куликов Сергей Николаевич
  • Тюрин Юрий Александрович
  • Фассахов Рустэм Салахович
  • Ильина Алла Викторовна
  • Варламов Валерий Петрович
  • Албулов Алексей Иванович
RU2425844C2
Способ получения низкомолекулярного хитозана и олигомеров хитозана 2016
  • Шагдарова Бальжима Цырендоржиевна
  • Лопатин Сергей Александрович
  • Коновалова Мария Владимировна
  • Ильина Алла Викторовна
  • Албулов Алексей Иванович
  • Варламов Валерий Петрович
RU2627870C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ХИТОЗАНА 2010
  • Купреев Николай Иосифович
  • Быковский Дмитрий Владимирович
  • Кузнецов Вячеслав Алексеевич
  • Ваел Шехта Матвалли Эльсайед Елазаб
RU2417088C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКРИСТАЛЛИТОВ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ХИТОЗАНА 2016
  • Левитин Сергей Вадимович
  • Денисова Екатерина Валерьевна
  • Сичевой Дмитрий Владимирович
RU2627540C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ОЛИГОМЕРНОГО ХИТОЗАНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ 2018
  • Апрятина Кристина Викторовна
  • Горшенин Михаил Константинович
  • Смирнова Лариса Александровна
RU2703437C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ХИТОЗАНА ДЛЯ ПРОТИВОЛУЧЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ 2000
  • Варламов В.П.
  • Ильина А.В.
  • Банникова Г.Е.
  • Немцев С.В.
  • Ильин Л.А.
  • Чертков К.С.
  • Андрианова И.Е.
  • Платонов Ю.В.
  • Скрябин К.Г.
RU2188829C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА ИЗ ПОДМОРА МУХИ ЧЕРНАЯ ЛЬВИНКА HERMETIA ILLUCENS 2023
  • Лопатин Сергей Александрович
  • Хайрова Аделя Шамилевна
  • Варламов Валерий Петрович
RU2814817C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕПАРИНА С НИЗКОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССОЙ И АНТИКОАГУЛЯНТНОЙ АКТИВНОСТЬЮ 2009
  • Банникова Галина Евгеньевна
  • Дрозд Наталья Николаевна
  • Варламов Валерий Петрович
  • Макаров Владимир Александрович
  • Толстенков Александр Сергеевич
  • Лапикова Елена Сергеевна
  • Мифтахова Наджия Таировна
  • Ильина Алла Викторовна
  • Лопатин Сергей Александрович
  • Скрябин Константин Георгиевич
RU2396282C1
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИММУНОГЕННОСТИ ИНАКТИВИРОВАННОЙ ГРИППОЗНОЙ ВАКЦИНЫ 2007
  • Гендон Юрий Захарович
  • Маркушин Станислав Георгиевич
  • Кривцов Георгий Георгиевич
  • Акопова Ирина Ивановна
  • Зверев Виталий Васильевич
  • Колышкин Владимир Михайлович
RU2323742C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУКОЗЫ И ФУКОЗОСОДЕРЖАЩИХ ГИДРОЛИЗАТОВ ИЗ БИОМАССЫ БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ 2013
  • Корнеева Ольга Сергеевна
  • Кирьянова Светлана Владимировна
  • Толкачева Анна Александровна
  • Анохина Екатерина Петровна
  • Новикова Юлия Сергеевна
RU2571274C2

Реферат патента 2010 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ХИТОЗАНА, РАСТВОРИМОГО В ЩЕЛОЧНЫХ УСЛОВИЯХ

Изобретение относится к медицинской биотехнологии и может быть использовано в производстве биологически активных веществ с антибактериальными, антигрибными и иммуномодулирующими свойствами, а также в создании полимерных матриц для иммобилизации ДНК и лекарственных средств на основе низкомолекулярного хитозана, растворимого в щелочных условиях. Способ получения низкомолекулярного хитозана, растворимого в щелочных условиях, характеризуется тем, что при его осуществлении используют низкомолекулярный хитозан, полученный ферментативной деполимеризацией, который растворяют в водном растворе кислоты с последующим добавлением к полученному раствору хитозана раствора щелочи до рН 7,0 или 7,4. Выпавший в осадок хитозан удаляют из раствора центрифугированием, а низкомолекулярный хитозан, растворимый в щелочных условиях, содержащийся в надосадочной жидкости, лиофильно высушивают. Техническим результатом заявленного изобретения является разработка упрощенного способа получения низкомолекулярного хитозана, растворимого при рН 7,0 и выше, с высоким уровнем выхода продукта за счет повторного использования фракции хитозана, нерастворимой в щелочных условиях.

Формула изобретения RU 2 384 588 C2

Способ получения низкомолекулярного хитозана, растворимого в щелочных условиях, характеризующийся тем, что при его осуществлении используют низкомолекулярный хитозан, полученный ферментативной деполимеризацией, который растворяют в водном растворе кислоты, с последующим добавлением к полученному раствору хитозана раствора щелочи до рН 7,0 или 7,4, после чего выпавший в осадок хитозан удаляют из раствора центрифугированием, а низкомолекулярный хитозан, растворимый в щелочных условиях, содержащийся в надосадочной жидкости, лиофильно высушивают.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2384588C2

RU 2073016 C1, 10.02.1997
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ХИТОЗАНА ДЛЯ ПРОТИВОЛУЧЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ 2000
  • Варламов В.П.
  • Ильина А.В.
  • Банникова Г.Е.
  • Немцев С.В.
  • Ильин Л.А.
  • Чертков К.С.
  • Андрианова И.Е.
  • Платонов Ю.В.
  • Скрябин К.Г.
RU2188829C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-ИТАКОНОИЛХИТОЗАНА 1997
  • Чернецкий Владимир Николаевич
  • Архипов Павел Павлович
RU2123500C1

RU 2 384 588 C2

Авторы

Куликов Сергей Николаевич

Тюрин Юрий Александрович

Долбин Дмитрий Александрович

Фассахов Рустэм Салахович

Решетникова Ирина Дмитриевна

Даты

2010-03-20Публикация

2008-03-28Подача